Question

長L＝0.5 m的輕桿，其一端連接著一個零件A，A的質量m＝2 kg。現讓A在豎直平面內繞O點做勻速圓周運動，如圖所示．在A通過最高點時，求下列兩種情況下A對桿的作用力：

(1)A的速率為1 m/s；
(2)A的速率為4 m/s.( g ＝10 m/s² )

Answer 1

(1) 16N，方向豎直向下　　(2) 44N，方向豎直向上

解析試題分析：以零件A為研究對象，在A通過最高點時，受到重力和桿對其彈力作用，設桿對零件A的彈力方向豎直向下，根據牛頓第二定律得：
(1)當時，可得：
負號說明桿對零件A的彈力方向豎直向上。
根據牛頓第三定律可得A對桿的作用力為壓力，大小為16N，方向豎直向下。
(2)當時，可得：
正號說明桿對零件A的彈力方向豎直向下。
根據牛頓第三定律可得A對桿的作用力為拉力，大小為44N，方向豎直向上。
考點：本題考查受力分析、向心力及牛頓運動定律的應用，意在考查考生綜合分析問題的能力。